03.03 什麼是虛擬現實？

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虛擬現實是指在視、聽、觸、嗅、味覺等方面高度逼真的計算機模擬環境，用戶可與此環境互 動，產生身臨其境的體驗。虛擬現實技術是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術以及仿真技術等多種技術而發展起來的綜合性技術。

虛擬現實技術起源於1965年伊凡﹒蘇澤蘭在國際信息處理會議上所作的“終極的顯示”的報告。20世紀80年代，美國的杰倫·拉尼爾正式提出“虛擬現實”一詞。2000年以後，虛擬現實技術整合發展中的先進技術，應用強大的3D計算能力和交互式技術，提高渲染質量和傳輸速度，使得該技術進入了嶄新的發展時代。

虛擬現實技術主要包括模擬環境、感知、自然技能。模擬環境是由計算機生成的實時動態的三維逼真圖像。感知是指理想的虛擬現實應具有視覺、聽覺、觸覺、力覺，甚至還包括味覺和嗅覺等一切人類具有的感知。自然技能是指由計算機處理與參加者的行為動作相適應的數據，對用戶的輸入發出實時的響應，並分別反饋到用戶的五官。虛擬現實技術主要涉及三個研究領域：①通過計算機圖形方式建立實時的三維視覺效果。②建立對虛擬世界的觀察界面。③使用虛擬現實技術加強諸如科學計算技術等方面的應用。

目前，虛擬現實技術已廣泛應用於軍事、建築、工業仿真、考古、醫學實驗、文化教育等各個方面。譬如，在醫學院校，學生可在虛擬實驗室中進行“屍體”解剖和各種手術練習。外科醫生在真正動手術之前，可以利用虛擬現實技術在顯示器上重複地模擬手術，尋找最佳的手術方案、路徑和提高熟練度。在災難模擬方面，虛擬現實技術可以模擬並重現礦山事故，模擬分析飛機遇難情況，對減少和避免災難發生的意義重大。

向實用方向邁進的虛擬現實技術向人們展示了廣闊的應用前景,被譽為“21世紀的新科技”。2008年，美國國家工程院將虛擬現實技術列為“21世紀工程學面臨的14項重大挑戰”之一，並指出虛擬現實技術的發展和應用必將極大地造福人類，改善人們的生活質量。

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虛擬現實（VR）是和人工智能、增強現實（AR）等技術一同被各大公司十分重視的“黑科技”。它通過多源信息融合、交互式的三維動態視景和實體行為的仿真系統使用戶沉浸並體驗計算機創造的虛擬世界。

VR 技術的三大特徵是：沉浸、交互和仿真。其中沉浸是體現的最明顯的，在使用VR設備的過程中，用戶可以獲得身臨其境的感受，這其中包括了視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺和味覺。然而用戶所感受到的“現實”是計算機等高科技技術創造出來的不存在的虛擬世界，並非來自於現實世界的真實事物；交互，即人機互動，用戶是虛擬環境操控的主體，而不是被動接受的對象；仿真，即對真實事物的模擬，比如虛擬蹦極遊戲的體驗或工程中比較常見的飛行員模擬飛行訓練以及對某些真實場景的仿真演示效果。

近幾年比較熱門VR設備，相比於早先的設備擁有了更好的使用效果，目前一套主流的VR眼鏡比如谷歌、VIVE、Oculus是在幾千元人民幣左右的，入門級別的VR眼鏡也只需要幾百元。其主要通過三方面來達到沉浸感的目的：

1) 人眼所看到的圖像範圍通過VR眼睛中得的凸透鏡放大，現在的VR眼鏡的圖像視野和一個三通道環幕投影系統產生的效果差不多，範圍大概是90-120°，而又由於VR眼鏡更加貼近人眼，大大降低了人眼被幹擾的可能性。

2) 頭部的陀螺儀起到了重要的作用。陀螺儀能夠隨著用戶頭部的轉動及時的通知圖像生成引擎，進行畫面的及時更新。從而使用戶感覺到自己是在看一個360°環繞的空間，也就是產生了三維空間感。

3) 我們都知道人的左右眼在同一時刻看到的圖像並不是一樣的，而是兩幅區別左右眼位置的不同圖像。VR眼鏡就利用了用戶的這一特點，從而產生了很強烈的立體縱深感。

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VR是一項綜合集成技術，涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等領域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時，電腦可以立即進行復雜的運算，將精確的3D世界影像傳回產生臨場感。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡並行處理等技術的最新發展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。

目前VR主要用於觀影和遊戲，其他方面像教育啊，旅遊啊，醫療啊還有實訓操作啊什麼的也都有涉及，和我們日常生活聯繫比較大的就是觀影和遊戲這兩方面了。

在觀影方面主流的VR設備是VR一體機，這種設備不需要用到手機，市面上的一體機都內置海量的影視資源，具有語音控制功能，使用起來很方便。

在遊戲方面的話主流的VR設備是VR PC頭盔，現在的PC頭盔都兼容steamvr，在遊戲內容上不需要擔心，而且PC頭盔主打遊戲，在遊戲體驗上要優於一體機，但是想要很好的遊戲體驗不光需要PC頭盔，還需要一臺配置較高的電腦，另外就是玩遊戲的空間要大，因為需要用到定位套裝。

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虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據，並對用戶的輸入作出實時響應，並分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

據中研產業研究院發佈的《2017-2022年虛擬現實行業競爭分析與投資風險預測報告》分析顯示,2016年中國VR市場規模為34.6億元，儘管當前這一規模還處在比較小的水平，但是市場規模增長速度非常快，預計2018年中國VR市場將突破百億元大關。未來五年中，VR市場的年複合增長率將超過80%。預計到2021年，中國會成為全球最大的VR市場，行業整體規模將達到790.2億元。

目前VR產業已經形成了以設備為核心的產業鏈，已經覆蓋零部件、硬件設備、交互設備、信息處理和系統平臺的軟件、內容製作、平臺分發、行業應用等多個細分行業，VR產業鏈覆蓋面廣，具備產業做大的基礎與潛力。但VR產品目前最受消費者詬病的就是它的暈眩問題。這是因為VR體驗對性能的要求是普通PC遊戲的7倍，流暢、高分辨率的畫面感對顯卡性能提出了很高的要求。同時在VR全視角的屏幕中，當人轉動視角或是移動的時候，畫面呈現的速度跟不上，暈眩感由此產生。實驗證明，用戶做出頭部運動到其看到相應反饋圖像的延遲時間不能超過20ms，否則會有很明顯的拖影感。技術上的延遲和暈眩問題是VR產業進一步發揮產業潛力的關鍵。

VR的技術不斷成熟，行業標準將逐步推出，對產品的視場角、透光率、屏幕分辨率、佩戴舒適度等進行規範。與應用貼合緊密的技術，如社交領域需要的多人交互技術、製造領域的空間定位技術、無線技術的研發將取得突破。隨著空間定位和多人交互技術的發展，多人交互VR遊戲、社交活動平臺將出現，多人VR互動可滿足多用戶間的協作和交流，有效的解決單人VR體驗的不足，提升體驗效果，用戶在不同類型的虛擬環境中社交互動更加自然。各大虛擬現實頭顯公司都在積極的研發無線頭顯，隨著一體機方案、近場藍牙、Wi-Fi功能和5G技術的不斷成熟，PC端相連的線纜將被逐步取消，無線VR設備將成為主流。國內的行業組織也積極參與制定VR行業標準，組織產業研合作，VR共性技術研發有望得到突破。

想要了解更多關於虛擬現實行業專業分析請關注中研普華研究報告《2017-2022年虛擬現實行業競爭分析與投資風險預測報告》

中研網

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